Kamu pernah penasaran nggak, sih? Bagaimana hubungan Hukum Termodinamika II dengan kendaraan bermotor, lebih tepatnya motor yang sering kita pakai dalam kehidupan sehari-hari? Terus, bagaimana sih Prinsip Kerja Motor itu, ya? Nah, kalo kamu punya pertanyaan kayak gitu, pas banget, nih. Kali ini, aku akan membahas Hubungan antara Hukum Termodinamika II dengan Kendaraan Bermotor! Bagi yang penasaran, langsung gas baca artikelnya sampai habis! Ngeng~

Sebelum kita membahas Hubungan antara Hukum Termodinamika II dengan Motor Bensin, kita kenalan dulu dengan Hukum Termodinamika dulu, yuk!

Termodinamika adalah ilmu tentang hubungan antara panas, kerja, suhu, dan energi. Secara luas, termodinamika berkaitan dengan transfer energi dari satu tempat ke tempat lain dan dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Konsep kuncinya adalah bahwa panas adalah bentuk energi yang sesuai dengan jumlah kerja mekanik tertentu.

Prinsip termodinamika sebenarnya yaitu hal alami yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, termodinamika direkayasa sedemikian rupa sehingga menjadi suatu bentuk mekanisme yang bisa membantu manusia dalam kegiatannyaSalah satunya mesin kendaraan bermotor atau motor bensin yang berdasarkan prinsip Termodinamika II.

Hukum Termodinamika II
Hukum kedua termodinamika berarti benda panas selalu dingin kecuali jika Anda melakukan sesuatu untuk menghentikannya. Ini mengungkapkan kebenaran mendasar dan sederhana tentang alam semesta: ketidakteraturan itu, yang dicirikan sebagai kuantitas yang dikenal sebagai entropi, selalu meningkat.

Hukum II termodinamika dalam pernyataannya tentang mesin kalor, tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar.

Apa itu mesin motor (motor bensin)?

Mesin motor atau motor bensin adalah mesin yang merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik , yang mekanisme kerjanya berasal dari pembakaran yang terjadi diruang bakar untuk selanjutnya dirubah menjadi gerak putar. Gerak putar inilah yang menjadi cikal bakal untuk menggerakkan roda pada kendaraan. 

Motor bensin dapat juga disebut sebagai motor otto. Motor tersebut dilengkapi dengan busi dan karburator. Busi menghasilkan loncatan bunga api listrik yang membakar campuran bahan bakar dan udara karena motor ini cenderung disebut spark ignition engine. Pembakaran bahan bakar dengan udara ini menghasilkan daya. Di dalam siklus otto (siklus ideal) pembakaran tersebut dimisalkan sebagai pemasukan panas pada volume konstan. 

Bagaimana prinsip kerja mesin motor (motor bensin)?

Prinsip kerja motor bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut: Campuran udara dan bensin dari karburator di hisap masuk ke dalam silinder, dimampatkan oleh gerak naik torak, dibakar untuk memperoleh tenaga panas. Bila torak bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran, maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah. batang torak dan poros engkol berfungsi untuk merubah gerakan turun naik menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang torak dan akan memutarkan poros engkol. Dan juga diperlukan untuk membuang gas-gas sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara bensin pada saat-saat yang tepat untuk menjaga agar torak dapat bergerak secara periodik dan melakukan kerja tetap.

Masukan campuran udara dan bensin ke dalam silinder, sampai pada kompresi, pembakaran dan pengeluaran gas-gas sisa pembakaran dari dalam silinder inilah yang disebut dengan “siklus mesin”. Untuk motor bensin terdapat 2 macam tipe yaitu motor bakar 4 tak dan motor bakar 2 tak. Pda motor bakar 4 tak adalah mesin pembakaran dalam, yang dalam satu kali siklus pembakaran akan mengalami empat langkah piston dan pada motor bakar 2 tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran akan mengalami dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat-tak yang mengalami empat langkah piston dalam satu kali siklus pembakaran, meskipun keempat proses intake, kompresi, tenaga dan pembuangan juga terjadi.

Bagaimana hubungan mesin bensin dengan hukum termodinamika?

Hubungannya dengan Hukum Termodinamika ke-II adalah Siklus udara volume konstan yang terjadi pada mesin kendaraan bermotor adalah siklus ideal yang menerima tambahan panas yang terjadi secara konstan ketika piston dalam posisi titik mati atas (TMA). Siklus udara volume konstan dapat digambarkan dalam diagram P – V dan diagram T – S.

Siklus ideal (siklus Otto) merupakan siklus motor bakar yang banyak digunakan untuk motor bakar dengan bahan bakar bensin. Ada beberapa proses yang berlangsung pada siklus Otto ini seperti pada gambar diatas yaitu sifat ideal yang dipergunakan dan keterangan mengenai proses siklusnya:

1. Proses 0 – 1 adalah langkah hisap tekanan konstan yaitu campuran bahan bakar dan udara yang di hisap ke dalam silinder.
2. Proses 1 – 2 adalah langkah kompresi adiabatik reversibel yaitu campuran bahan bakar dan udara dikompresikan. Proses kompresi yang berlangsung secara isentropic (adiabatic reversible) dimana seluruh katup isap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Udara dan bahan bakar dimampatkan, dimana temperature dan tekanan pada tingkat 2 lebih tinggi dari tingkat 1.
3. Proses 2 – 3 adalah proses pembakaran volume konstan, campuran udara dan bahan bakar dinyalakan dengan bunga api. Proses pembakaran yang berlangsung secara isovolumetrik (volume konstan).  Pada proses ini terjadi pengapian campuran bahan bakar dan udara oleh busi. Kalor dipindahkan ke system yang mengakibatkan peningkatan temperature, tekanan dan entropi.
4. Proses 3 – 4 adalah langkah ekspansi adiabatik reversibel, kerja y. Proses ekspansi yang berlangsung secara isentropic.  Dimana gas hasil pembakaran berekspansi secara isentropic dan juga disebut langkah kerja dimana tekanan dan temperature akan menurun.  Hingga akhir proses ekspansi, katup isap dan buang tetap tertutup.

Secara spesifik pada prosesnya,
* langkah ke-1 Piston bergerak dari TMA ke TMB, posisi katup masuk terbuka dan katup keluar tertutup, mengakibatkan udara (mesin diesel) atau gas (sebagian besar mesin bensin) terhisap masuk ke dalam ruang bakar. Proses udara atau gas sebelum masuk ke ruang bakar dapat dilihat pada katub hisap.
* Langkah ke-2 Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk dan keluar tertutup, mengakibatkan udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Beberapa saat sebelum piston sampai pada posisi TMA, waktu penyalaan (timing ignition) terjadi (pada mesin bensin berupa nyala busi sedangkan pada mesin diesel berupa semprotan (suntikan) bahan bakar).
* Langkah ke-3 Gas yang terbakar dalam ruang bakar akan meningkatkan tekanan dalam ruang bakar, mengakibatkan piston terdorong dari TMA ke TMB. Langkah ini adalah proses yang akan menghasilkan tenaga. Langkah ke-4 Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk tertutup dan katup keluar terbuka, mendorong sisa gas pembakaran menuju ke katup keluar yang sedang terbuka untuk diteruskan ke katub pembuangan.

Kalo dipikir-pikir, menarik juga ya hubungannya. Kalo kamu ada pertanyaan lain atau topik menarik tulis aja di kolom komentar .Sampai jumpa di tulisan berikutnya yaa, dadah~

Ikuti tulisan menarik Penulis artikel ini merupakan salah satu mahasiswi dari Universitas Negeri Medan (UNIMED) yang sedang menempuh pendidikan di prodi Chemistry Education Study Program 2020 mahasiswi ini bernama Catherine Juperta H.Marbun lainnya di sini.